YORUG’LIK TEZLIGINI ANIQLASH

Yorug’lik tezligini o’lchashning astronomik usuli

XVII asrda Yupiter yo’ldoshlari kuzatilganda, uning eng katta Io yo’ldoshi Yupiter soyasiga kirishi va undan chiqishi, ya’ni tutilish davri (7 kundan ortiqroq) ma’lum bo’lgan.

Astronomik  kuzatishlar Yer Yupiterga eng yaqin bo’lganda (70-rasm, 1-holat) Io yo’ldoshining tutilishi o’rtacha takrorlanish davridan taxminan 11 minut oldin, Yupiterdan Yer eng uzoq bo’lganda esa (2-holat) taxminan 11 minut keyin boshlanganini ko’rsatgan.

Daniyalik olim O.Ryomer 1676-yilda Io tutilishlaridagi bu vaqtni quyidagicha hisobladi: t = 11 minut + 11 minut = 22 minut. Ryomer bu vaqtni yorug’likning Yer orbitasini kesib o’tishi uchun ketgan vaqt deb tushuntirdi, u Yrning Quyosh atrofida aylanish orbitasi diametrini D = 284 000 000 km deb olib, c = D/t dan yorug’lik tezligini aniqladi.

O.Ryomer 1676-yilda birinchi bo’lib yorug’lik tezligini aniqlagan. Uning qiymati taqriban 215 000 000 m/s ga teng bo’lib chiqqan.

Hozirgi Yer orbitasining diametri 299 200 000 km ekanligi, yorug’lik bu masofani 16 min 37 s da bosib o’tishi ma’lum. Bu holda yorug’lik tezligining 3·10⁸ m/s ga teng bo’lgan aniq qiymati kelib chiqadi.

Garchi yorug’lik tezligining Ryomer aniqlagan qiymati hozirgi zamondagi aniq qiymatidan katta farq qilsa-da, bu natija o’sha davrda juda katta yangilik edi. Ryomer bu bilan, birinchidan, yorug’lik cheklangan tezlikka ega ekanligini tajribada isbotladi. Ikkinchidan, yorug’lik tezligi nihoyatda katta ekanligini aniqladi.

Fizo tajribasi

Oradan 173 yil o’tgandan keyin – 1849-yilda fransuz fizigi Fizo tajriba yo’li bilan yorug’lik tezligini aniqroq o’lchash bo’yicha muvaffaqiyatga erishdi. Fizo tajribasi quyidagilardan iborat.

Yorug’lik manbai S yo’liga qo’yilgan linza L₁ dan o’tgan nurlar yassi shisha plastina P dan qaytib, O nuqtaga yig’iladi. Shu nuqtaga tishli g’ildirak o’rnatilib, nur uning tishlari orasidan o’tkazilgan (71-rasm). G’ildirakdan o’tgan nur linza L₂ yordamida parallel qilib yo’naltirilgan. Parallel nurlar yo’liga juda uzoq masofaga qo’yilgan linza L₃ nurlarni yassi ko’zgu  K ga yig’ib beradi. Ko’zgudan qaytgan nurlar kelgan yo’li bo’yicha g’ildirak tishlari orasidan o’tib, shisha plastina P va linza L₄ orqali kuzatuvchi ko’ziga tushadi.

G’ildirak sekinroq aylantirilganda qaytgan nur kuzatuvchiga tushgan. G’ildirakning aylanish tezligi oshirila borilgan. Ma’lum tezlikka erishganda qaytgan nur kuzatuvchiga tushmay qolgan. Bunga sabab, g’ildirak tishlari orasidan o’tgan nur qaytib kelguncha shu tishlar ma’lum burchakka burilib, nur yo’lini to’sib qo’yadi.

G’ildirakning aylanishi ma’lum ω burchak tezlikka erishganda kuzatuvchiga nur ko’rina boshlagan/ g’ildirak shu tezlik bilan aylantirib turilganda, qaytgan nurning ko’rinishi davom etavergan. Bunga sabab, g’ildirakning 1- va 2-tishlari orasidan o’tgan nurlar qaytib kelguncha g’ildirakning 1-tishi o’rnini 2-tishi, 2-tishi o’rnini 3-tishi egallashga ulgurgan. Natijada qaytgan nur 2- va 3-tishlar orasidan o’tgan.

Fizo g’ildirakning aylanish tezligi ω ni o’lchab, g’ildirakning radiusi r, tishlari orasidagi yoyning uzunligi s, g’ildirakning ko’zgugacha bo’lgan masofa l (l=8.6 km) ni bilgan holda yorug’lik tezligi c ni aniqladi.

Fizo tajribasida yorug’lik tezligi 313 300 000 m/s ga teng bo’lib chiqqan.

Fizo tajribasidan keyin ham olimlar tomonidan yorug’lik tezligini yana-da aniqroq o’lchashga urinishdi. Ulardan fransuz fizigi L.Fuko (1819-1868) 1862-yilda Fizo tajribasidagi tishli g’ildirak o’rniga aylanuvchi ko’zgular o’rnatib yorug’lik tezligini aniqladi va uning 298 000 000 m/s qiymatini oldi.

Amerikalik fizik A.Maykelson (1852-1931) 1927-yilda Fuko tajribasini takomillashtirib, yorug’lik tezligi uchun 299 796 000 m/s qiymatini olishga muvaffaq bo’ldi.

Hozirgi paytdagi ma’lumotlarga ko’ra, yorug’likning vakuumdagi tezligi 299 792 458 m/s ga teng.

Yorug’lik tezligining bunday aniq qiymatiga asoslanib, 1983-yilda Xalqaro o’lchov va tarozilar bosh assambleyasi metrning quyidagicha yangi ta’rifini qabul qilgan: «Metr - yorug’lik vakuumda 1/299792458 s vaqt intervalida o’tgan yo’l uzunligiga teng».

Yorug’lik tezligining aniqlanishi yorug’likning tabiatini bilishga yordam berdi. Olamda hech bir jism yorug’likninf vakuumdagi tezligidan katta tezlik bilan harakatlana olmaydi.

Ko’p hollarda yorug’lik tezligini yaxlitlab, c=3·10⁸ m/s deb olish mumkin.

Manba: FIZIKA Umumiy o'rta ta'lim maktablarining 9-sinfi uchun darslik
G'.G'ulom nomidagi nashriyot-matbaa ijodiy uyi
Toshkent 2010